HCNA Routing&Switching之动态路由协议OSPF建立邻居的条件

　　前文我们了解了OSPF的router id、数据包结构、类型、不同类型的数据包作用以及OSPF状态机制，回顾请参考https://www.cnblogs.com/qiuhom-1874/p/15027272.html；今天我们来了解下OSPF建立邻居的条件；

　　我们知道OSPF动态路由协议能够正常学习到别的路由器的路由，最重要的是相邻的路由器必须建立起邻居关系，然后才能学习到对方的路由；那么两个相邻的路由器，怎么样才能建立起邻居呢？

　　1、router id必须唯一；

　　实验：如下实验拓扑，把两个路由器的router id都设置成5.5.5.5，两者是否建立起邻居？

　　配置R1

　　配置R2

　　提示：此时把R2的router id和R1都配置成5.5.5.5，ospf进程给我们提示了一条router id冲突的日志；此时两者邻居关系并没有建立起来；说明router id不唯一，是建立不起邻居关系的；

　　验证：把R2的router id修改成2.2.2.2 ，然后重启ospf进程，看看对应邻居是否能够建立起来呢？

<R2>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
Jul 19 2021 22:01:28-08:00 R2 %%01OSPF/4/CONFLICT_ROUTERID_INTF(l)[0]:OSPF Router id conflict is detected on interface. (ProcessId=256, RouterId=5.5.5.5, AreaId=5.0.0.0, InterfaceName=GigabitEthernet0/0/0,  IpAddr=2.0.0.12, PacketSrcIp=1.0.0.12)
[R2]ospf 1 router-id 2.2.2.2
Info: The configuration succeeded. You need to restart the OSPF process to validate the new router ID.
[R2-ospf-1]q
[R2]q
<R2>reset ospf process
Warning: The OSPF process will be reset. Continue? [Y/N]:y
<R2>sys
Enter system view, return user view with Ctrl+Z.
[R2]
Jul 19 2021 22:01:46-08:00 R2 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[1]:Neighbor changes event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=1.0.0.12, NeighborEvent=HelloReceived, NeighborPreviousState=Down, NeighborCurrentState=Init)
[R2]
Jul 19 2021 22:01:46-08:00 R2 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[2]:Neighbor changes event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=1.0.0.12, NeighborEvent=2WayReceived, NeighborPreviousState=Init, NeighborCurrentState=2Way)
[R2]
Jul 19 2021 22:01:46-08:00 R2 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[3]:Neighbor changes event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=1.0.0.12, NeighborEvent=AdjOk?, NeighborPreviousState=2Way, NeighborCurrentState=ExStart)
[R2]
Jul 19 2021 22:01:46-08:00 R2 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[4]:Neighbor changes event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=1.0.0.12, NeighborEvent=NegotiationDone, NeighborPreviousState=ExStart, NeighborCurrentState=Exchange)
[R2]
Jul 19 2021 22:01:47-08:00 R2 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[5]:Neighbor changes event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=1.0.0.12, NeighborEvent=ExchangeDone, NeighborPreviousState=Exchange, NeighborCurrentState=Loading)
[R2]
Jul 19 2021 22:01:47-08:00 R2 %%01OSPF/4/NBR_CHANGE_E(l)[6]:Neighbor changes event: neighbor status changed. (ProcessId=256, NeighborAddress=1.0.0.12, NeighborEvent=LoadingDone, NeighborPreviousState=Loading, NeighborCurrentState=Full)
[R2]dis ospf peer brief

         OSPF Process 1 with Router ID 2.2.2.2
                  Peer Statistic Information
 ----------------------------------------------------------------------------
 Area Id          Interface                        Neighbor id      State
 0.0.0.5          GigabitEthernet0/0/0             5.5.5.5          Full
 ----------------------------------------------------------------------------
[R2]

　　提示：可以看到我们修改了R2的router id 重置了ospf以后，对应就和R1建立起邻居；

　　2、区域id必须相同

　　验证：还是上述实验拓扑，我们把R2的区域id修改为2，看看对应邻居关系是否还会一直建立呢？

　　提示：可以看到把R2的区域id 修改为2，对应R2并没有和R1建立起邻居关系，其原因是R1的hello包只会在area5这个区域泛洪，而R2的hello包只会在area2这个区域泛洪，所以R1只会和area5区域中的路由器建立邻居，不会和area2区域中的路由器建立邻居；

　　3、Hello/Dead时间间隔一致

　　验证：我们把上述实验中R2的hello包发送时间间隔修改为5秒一次，看看对应R1和R2是否会建立起邻居呢？

　　提示：默认情况hello包是每隔10秒发一次，死亡时间是发送间隔时间的4倍；修改hello包的发送间隔时间，需要进入到对应的接口进行修改；其次修改了hello包发送间隔时间以后，它不会立马断开，而是要等，等40s，等到hello包死亡，此时ospf进程会给我们日志说接口参数不匹配，导致邻居从full状态转变为down状态；如下图

　　验证：我们把R1ospf接口时间和R2修改成一样，看看对应邻居是否会重新建立起来呢？

　　提示：我们修改了R1对应接口上ospf发送hello包的间隔时间和R2接口发送hello包间隔时间一样以后，对应R1就和R2迅速建立起邻居；

　　4、如果配置了认证，对应认证必须一致

　　验证：在上述实验中我们把R2上运行的ospf配置上认证，看看是否还能和R1建立起邻居？

　　提示：可以看到我们在R2的ospf区域中配置了认证以后，对应邻居关系就从full状态转变为down状态，说明如果ospf配置了认证，对应都应该配置认知，否则不予建立邻居关系；

　　验证：在R1的相关接口配置和R2相同模式的相同密码认证，看看对应邻居关系是否会恢复呢？

　　提示：可以看到当R1的相关接口配置了和R2相同认证模式，相同认证密码以后，对应邻居关系又迅速建立起来了；这里提一下，ospf的认证的配置可以在接口上配置，也可以在ospf进程区域中配置，不管是在接口上配置还是在区域中配置认证，只要模式，对应模式相关参数和密码相同，都能通过认证；上述截图中md5 后面的数字是key的值，两边配置认证，这个key也必须相同，否则认证会失败；

　　5、子网掩码和网络地址一致（以太网环境）

　　验证：把上述实验中的R2的g0/0/0接口的ip地址掩码修改为8，看看对应邻居关系是否还会存在呢？

　　提示：我们修改了R2 上的g0/0/0接口地址的掩码以后，立刻R1和R2的邻居关系就down了，这里只是告诉我们接口发生了变化；

　　抓包看看，对应R1和R2发送到hello包有什么不同？

　　提示：可以看到修改R2接口的掩码以后，对应R2发送到hello包，对应掩码就变成了255.0.0.0，而R1的接口掩码没有发生变化，还是255.255.255.0；所以当两个路由器发送到hello包中掩码不一致也会导致邻居关系建立不起来；其实掩码的主要作用就是用来计算网络地址，网络地址的作用就是确定两个ip地址是否是同一网络，如果不在同一网络，则无法建立邻居；

　　如何判断两个ip地址是否是同一网络呢？

首先我们需要把a地址同自身掩码计算出网络地址x，然后把a地址的掩码和b地址做与运算，算出网络地址为y，如果x=y我们就说a和b在同一网络；反之a和b不在同一网络；这里一定要记住判断a和b是否在同一网络中，需要把a地址同a的掩码进行计算得出网络地址，同时b地址也需要同a的掩码进行计算；同样的道理，我们如果要判断b和a是否在同一网络中，就需要把b的地址同b的掩码进行计算得出网络地址，a地址同b的掩码进行计算得出网络地址，如果两者计算出来的网络地址一样，则表示两者在同一网络中，反之亦然；这样一来就存在a和b在同一网络，但b和a就不一定在同一网络；

　　示例：a主机的地址是192.168.0.129/24 b主机地址是192.168.0.3/27

a和b在同一网络，因为a的网络地址是192.168.0.0 b的网络地址是192.168.0.0（b的网络地址此时需要同a的掩码进行与运算）

b和a不再同一网络，因为b的网络地址是192.168.0.0 a的网络地址是192.168.0.128（此时a网络地址就需要同b的掩码进行与运算）

　　通过上述的解释我们在以太网环境中跑ospf，两个接口的ip地址的掩码和网络地址必须一致才能建立起邻居；

　　6、末梢区域设置一致

　　末梢区域设置表现在ospf的数据包中的字段就是外部路由选项，如下图

　　提示：默认情况两个路由器红框中的字段是一样的；

　　验证：设置R2的ospf区域为nssa区域，看看对应邻居是否会down？

　　提示：可以看到我们一旦把R2中ospf的区域设置为nssa区域以后，对应邻居关系就down了；这里要提示一下，骨干区域是不允许设置为nssa区域；

　　抓包分析

　　R2发送的hello包

　　R1发送的hello包

　　从上面的抓包来看，在R2的外部路由选项中，对应nssa区域字段被置为1，和R1中的字段不同，所以两者信息不匹配，所以两者之前建立好的邻居关系会down掉；

　　验证：把R1的区域也设置成nssa区域，看看对应邻居是否会恢复呢？

　　提示：可以看到把R1ospf区域也修改为nssa区域，对应邻居又恢复正常；这是因为R1和R2都是nssa区域，所以对应外部选项对应字段的值都是一样，所以邻居建立了；